刘国庆

中煤科工集团重庆研究院有限公司 重庆 400037

粉尘危害是作业场所主要的危害之一，易引发尘肺病和粉尘爆炸性事故。对粉尘质量浓度的监测是判断防降尘措施效果、考察从业人员接尘情况的主要手段。在综采工作面，采煤机在割煤时会产生大量的粉尘，粉尘质量浓度有时会高达几千甚至上万毫克每立方米，而现有常用的粉尘质量传感器的量程基本在 1 000 mg/m3以内，采煤机割煤时的粉尘质量浓度远远超过现有粉尘浓度传感器的测量范围[1-2]，使用现有的监测设备无法准确监测采煤机割煤时的粉尘质量浓度。笔者设计了一种基于光吸收法的粉尘质量浓度检测技术，可实现粉尘高质量浓度的精确检测。

1 光吸收法的基本原理

光吸收法检测原理如图 1 所示[3]，入射光强为I0的光经过质量浓度为C、光程为L的介质，经介质对光吸收后，输出光强为I。

图1 光吸收法检测原理Fig.1 Detecting principle of light absorption method

在吸收光谱学中，一般用吸光度A来表征被测物质的吸收光强的程度。吸光度是指光线通过某一介质（液体或气体）前的入射光强度与该光线通过该介质后的透射光强度比值的对数。

式中：I0为入射光强度，cd；I为吸收光强度，cd；K为吸光系数，m2/mg；C为粉尘质量浓度，mg/m3；L为光程，m。

由式（1）可以看出，当检测系统中的光程和吸光度不变的情况下，吸光度与介质质量浓度成线性关系。因此当入射光波长不变时，只要测出粉尘的吸光度A，即可检测出粉尘的质量浓度；而当检测系统确定后，其入射光强度I0就是固定值，因此吸收光强度